За екип от морски биолози оценката на здравето на хиляди квадратни метри коралов риф може да бъде плашеща перспектива – но дигитално революцията променя това, казват водолазите ТИМ ЛАМОНТ и РИНДА ТАЛИТХА ВИДА от университета Ланкастър и ТРИЕС БЛАНДАЙН РАЗАК от университета IPB в Индонезия
Често се налага да наблюдаваме някои от най биоразнообразни екосистеми на планетата, и има строго ограничение във времето поради правилата за безопасност, свързани с гмуркането.
Точното измерване и класифициране дори на малки площи от рифове може да включва прекарване на много часове под вода. И с милиони рифове по света, които се нуждаят от наблюдение пред лицето на надвисналото заплахи за тяхното съществуване, скоростта е критична.
Но сега, а дигитално революция в наблюдението на коралови рифове може да е в ход, благодарение на скорошния напредък в евтините камери и компютърни технологии. Нашите ново проучване показва как се създава 3D компютър модели на цели рифове – понякога известни като дигитално близнаци – може да ни помогне да наблюдаваме тези ценни екосистеми по-бързо, по-точно и по-подробно от всякога.
Работихме на 17 места за изследване в централна Индонезия – някои рифове бяха деградирали, други бяха здрави или възстановени. Следвахме същия протокол в правоъгълни зони с размери 1,000 кв. м на всяко място, използвайки техниката, наречена „фотограметрия“, за да създадем 3D модели на всяко рифово местообитание.
Един от нас се гмурна и плува на 2 метра над коралите напред-назад в модел на косачка през всеки квадратен метър от този риф, докато носеше две подводни камери, програмирани да правят снимки на морското дъно два пъти в секунда. Само за половин час бяхме направили 10,000 XNUMX припокриващи се снимки с висока разделителна способност, които покриваха цялата област.
Високопроизводителен компютър
По-късно заредихме високопроизводителен компютър, и с помощта на специализирани експерти от компания за подводни научни технологии, наречена Tritonia Scientific, ние обработихме тези изображения в точни 3D представяния за всеки от 17-те сайта. Получените модели надминават традиционните методи за наблюдение по скорост, цена и способност за последователно възпроизвеждане на точни измервания.
Нашата изследователска статия прилага тази техника, за да оцени успеха на най-големия проект за възстановяване на корали в света. Коралов риф на Марс Проект за реставрация се намира на остров Бонтосуа на архипелага Спермонде в Южен Сулавеси, Индонезия.
Нашите констатации показват, че когато се управляват добре, усилията за възстановяване на корали могат да върнат много елементи, включително сложността на структурата на рифа в големи площи.
Чрез сравняване на 3D моделите можем да видим колко сложна изглежда повърхностната структура на кораловия риф и да измерим нейните детайли в различни мащаби – тези аспекти биха били твърде трудни за водолазите да измерват точно под вода.
В едно по-рано 2024 проучване, нашият екип приложи фотограметрия за измерване на темповете на растеж на коралите на ниво отделни колонии. Чрез заснемане на подробни 3D модели преди и след година на растеж, разкрихме това възстановените рифове могат да постигнат темпове на растеж, сравними със здрави естествени екосистеми.
Това откритие е особено важно, тъй като подчертава потенциала на възстановени рифове да се възстановят и да функционират подобно на недокоснати рифови среди.
Отвъд кораловите рифове
Фотограметрията се превръща в широко възприет инструмент в различни области, както в двете на сушата и в океана. Отвъд кораловите рифове, той се използва за наблюдение на гори с дронове, разработване на подробни архитектурни и градоустройствени модели и наблюдение на ерозията на почвата и промените в ландшафта.
В морската среда фотограметрията е мощен инструмент за наблюдение и измерване промени в околната среда като вариации в кораловото покритие, промени във видовото разнообразие и промени в структурата на рифа. Той също така е използван за разработване на рентабилни методи за измерване на грапавостта на кораловия риф (неравностите или структурата на повърхността на рифа).
По-голямата грапавост обикновено показва по-сложни местообитания, които могат да поддържат по-голямо разнообразие от морски живот и отразяват по-здрави рифови системи.
Освен това измерва сложността на различните форми и структури в рамките на рифа. Тези методи предоставят важни базови линии, които помагат на учени като нас да проследяват промените във времето и да проектират ефективни стратегии за опазване.
Въпреки че този метод е по-евтин и по-бърз от традиционната теренна работа, все още има значителни финансови бариери.
Разходи и обучение
Необходимото оборудване и софтуер може да варира от няколко хиляди до десетки хиляди долара, в зависимост от конкретното използвано оборудване и софтуер, а овладяването на тези техники отнема време. Може да мине известно време, преди тези методи да станат стандартни за повечето полеви биолози.
Освен наблюдението на коралови рифове, фотограметрията се използва все повече в виртуална реалност и разработка на добавена реалност, позволяваща създаването на завладяваща, реалистична среда за образование, забавление и изследвания.
Например американската агенция National Oceanic & Atmospheric Administration's виртуална реалност на коралов риф предлага увлекателен начин за изследване на коралови рифове чрез виртуална реалност.
В бъдеще фотограметрията може да революционизира мониторинга на околната среда, като предложи по-бързи и по-точни базови линии и оценки на промените в екосистемите, като избелване на корали и промени в биоразнообразието.
Очаква се напредъкът в машинното обучение и облачните изчисления да автоматизират и подобрят допълнително фотограметрията, увеличавайки нейната достъпност и мащабируемост и установявайки ролята й на основен инструмент в науката за опазване.
Нямате време да четете за изменението на климата толкова, колкото искате? Вместо това получавайте седмична информация във входящата си поща. Всяка сряда редакторът за околната среда на The Conversation пише Imagine, кратък имейл, който навлиза малко по-дълбоко в само един климат издаване. Присъединете се към 35,000 XNUMX+ читатели, които са се абонирали досега.
ТИМ ЛАМОНТ е научен сътрудник по морска биология в Университет Ланкастър; RINDAH TALITHA VIDA е докторант, Център по околна среда, Университет Ланкастър, и ОПИТВА БЛАНДАЙН РАЗАК е изследовател в Училището за възстановяване на коралови рифове, IPB университет
Тази статия е публикувана от Разговорът под лиценз Creative Commons. Прочетете оригиналната статия.
Също в Divernet: Какво ще е необходимо на коралите, за да оцелеят?, Кораловите рифове в света са по-големи, отколкото си мислехме..., Отдалеченият тихоокеански коралов риф показва известна способност да се справя със затоплянето на океана, Коралова катастрофа: могат ли нашите рифове да бъдат спасени?
